<!DOCTYPE html>
<html lang="en">

<head>
  <meta charset="utf-8" />
    
  <meta name="description" content="林湃滨的个人博客" />
  
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1" />
  <title>
    Java内存模型 |  滨书
  </title>
  <meta name="generator" content="hexo-theme-yilia-plus">
  
  <link rel="shortcut icon" href="/favicon.ico" />
  
  
<link rel="stylesheet" href="/css/style.css">

  
<script src="/js/pace.min.js"></script>


  

  

<link rel="alternate" href="/atom.xml" title="滨书" type="application/atom+xml">
</head>

</html>

<body>
  <div id="app">
    <main class="content">
      <section class="outer">
  <article id="post-Java/JavaMemoryModel" class="article article-type-post" itemscope
  itemprop="blogPost" data-scroll-reveal>

  <div class="article-inner">
    
    <header class="article-header">
       
<h1 class="article-title sea-center" style="border-left:0" itemprop="name">
  Java内存模型
</h1>
  

    </header>
    

    
    <div class="article-meta">
      <a href="/2019/10/19/Java/JavaMemoryModel/" class="article-date">
  <time datetime="2019-10-19T04:31:56.000Z" itemprop="datePublished">2019-10-19</time>
</a>
      
  <div class="article-category">
    <a class="article-category-link" href="/categories/Java/">Java</a>
  </div>

      
      
<div class="word_count">
    <span class="post-time">
        <span class="post-meta-item-icon">
            <i class="ri-quill-pen-line"></i>
            <span class="post-meta-item-text"> 字数统计:</span>
            <span class="post-count">1.4k字</span>
        </span>
    </span>

    <span class="post-time">
        &nbsp; | &nbsp;
        <span class="post-meta-item-icon">
            <i class="ri-book-open-line"></i>
            <span class="post-meta-item-text"> 阅读时长≈</span>
            <span class="post-count">4分钟</span>
        </span>
    </span>
</div>

      
    </div>
    

    
    
    <div class="tocbot"></div>





    

    <div class="article-entry" itemprop="articleBody">
      


      

      
      <h1 id="Java内存模型（JMM）"><a href="#Java内存模型（JMM）" class="headerlink" title="Java内存模型（JMM）"></a>Java内存模型（JMM）</h1><p>​    JMM全称Java Memory Model 。其实JMM并不像JVM内存结构一样是真实存在的。他只是一个抽象的概念。</p>
<p>​    JMM是和多线程相关的，他描述了一组规则或规范，这个规范定义了一个线程对共享变量的写入时对另一个线程是可见的。</p>
<h2 id="JMM定义"><a href="#JMM定义" class="headerlink" title="JMM定义"></a>JMM定义</h2><p>​    Java内存模型（Java Memory Model ,JMM）就是一种符合内存模型规范的，屏蔽了各种硬件和操作系统的访问差异的，保证了Java程序在各种平台下对内存的访问都能得到一致效果的机制及规范。目的是解决由于多线程通过共享内存进行通信时，存在的<strong>原子性</strong>、<strong>可见性</strong>（缓存一致性）以及<strong>有序性</strong>问题。</p>
<h3 id="原子性"><a href="#原子性" class="headerlink" title="原子性"></a>原子性</h3><p>​    线程是CPU调度的基本单位。</p>
<p>​    CPU有时间片的概念，会根据不同的调度算法进行线程调度。所以在多线程场景下，就会发生原子性问题。因为线程在执行一个读改写操作时，在执行完读改之后，时间片耗完，就会被要求放弃CPU，并等待重新调度。这种情况下，读改写就不是一个原子操作。即存在原子性问题。</p>
<h3 id="可见性（缓存一致性）"><a href="#可见性（缓存一致性）" class="headerlink" title="可见性（缓存一致性）"></a>可见性（缓存一致性）</h3><p>​    在多核CPU，多线程的场景中，每个核都至少有一个L1 缓存。多个线程访问进程中的某个共享内存，且这多个线程分别在不同的核心上执行，则每个核心都会在各自的caehe中保留一份共享内存的缓冲。由于多核是可以并行的，可能会出现<strong>多个线程同时写各自的缓存</strong>的情况，而各自的cache之间的数据就有可能不同。</p>
<p>​    在CPU和主存之间增加缓存，在多线程场景下就可能存在缓存一致性问题，也就是说，在多核CPU中，每个核的自己的缓存中，关于同一个数据的缓存内容可能不一致。</p>
<h3 id="有序性"><a href="#有序性" class="headerlink" title="有序性"></a>有序性</h3><p>​    除了引入了时间片以外，由于处理器优化和指令重排等，CPU还可能对输入代码进行乱序执行，比如load-&gt;add-&gt;save 有可能被优化成load-&gt;save-&gt;add 。这就是有序性问题。</p>
<p>​    为了保证共享内存的正确性（可见性、有序性、原子性），内存模型定义了共享内存系统中多线程程序读写操作行为的规范。通过这些规则来规范对内存的读写操作，从而保证指令执行的正确性。它与处理器有关、与缓存有关、与并发有关、与编译器也有关。他解决了CPU多级缓存、处理器优化、指令重排等导致的内存访问问题，保证了并发场景下的一致性、原子性和有序性。</p>
<p>​    针对上面的这些问题，不同的操作系统都有不同的解决方案，而Java语言为了屏蔽掉底层的差异，定义了一套属于Java语言的内存模型规范，即Java内存模型。</p>
<p><img src="https://i1.go2yd.com/image.php?url=0MXImMlNFB" alt="img"></p>
<h2 id="JMM实现"><a href="#JMM实现" class="headerlink" title="JMM实现"></a>JMM实现</h2><p>​    在Java中提供了一系列和并发处理相关的关键字，比如_volatile_、_synchronized_、_final_、_concurren_包等。其实这些就是Java内存模型封装了底层的实现后提供给程序员使用的一些关键字。</p>
<p>​    在开发多线程的代码的时候，我们可以直接使用synchronized等关键字来控制并发，从来就不需要关心底层的编译器优化、缓存一致性等问题。所以，Java内存模型，除了定义了一套规范，还提供了一系列原语，封装了底层实现后，供开发者直接使用。</p>
<p>​    那么，在Java中，是分别使用什么方式来保证原子性、可见性和有序性呢？</p>
<h3 id="原子性-1"><a href="#原子性-1" class="headerlink" title="原子性"></a>原子性</h3><p>​    在Java中，为了保证原子性，提供了两个高级的字节码指令monitorenter和monitorexit，这两个字节码，在Java中对应的关键字就是synchronized。</p>
<p>​    因此，在Java中可以使用synchronized来保证方法和代码块内的操作是原子性的。</p>
<h3 id="可见性"><a href="#可见性" class="headerlink" title="可见性"></a>可见性</h3><p>​    Java内存模型是通过在变量修改后将新值同步回主内存，在变量读取前从主内存刷新变量值的这种依赖主内存作为传递媒介的方式来实现的。</p>
<p>​    Java中的volatile关键字提供了一个功能，那就是被其修饰的变量在被修改后可以立即同步到主内存，被其修饰的变量在每次是用之前都从主内存刷新。因此，可以使用volatile来保证多线程操作时变量的可见性。</p>
<blockquote>
<p>除了volatile，Java中的synchronized和final两个关键字也可以实现可见性，只不过实现方式不同。</p>
</blockquote>
<h3 id="有序性-1"><a href="#有序性-1" class="headerlink" title="有序性"></a>有序性</h3><p>​    在Java中，可以使用synchronized和volatile来保证多线程之间操作的有序性。实现方式有所区别：</p>
<ul>
<li>volatile关键字会禁止指令重排。</li>
<li>synchronized关键字保证同一时刻只允许一条线程操作。</li>
</ul>
<p>​    在简单介绍完Java并发编程中解决原子性、可见性以及有序性可以使用的关键字后，这个synchronized关键字似乎在每个地方都有它，它可以同时满足以上三种特性，这其实也是很多人滥用synchronized的原因。</p>
<p>但是<strong>synchronized是比较影响性能的</strong>，虽然编译器提供了很多锁优化技术，但是也不建议过度使用。</p>

      
      <!-- reward -->
      
      <div id="reward-btn">
        打赏
      </div>
      
    </div>
      <!-- copyright -->
      
        <div class="declare">
          <ul class="post-copyright">
            <li>
              <i class="ri-copyright-line"></i>
              <strong>版权声明： </strong s>
              本博客所有文章除特别声明外，均采用 <a href="https://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0.html" rel="external nofollow"
                target="_blank">Apache License 2.0</a> 许可协议。转载请注明出处！
            </li>
          </ul>
        </div>
        
    <footer class="article-footer">
      
          
<div class="share-btn">
      <span class="share-sns share-outer">
        <i class="ri-share-forward-line"></i>
        分享
      </span>
      <div class="share-wrap">
        <i class="arrow"></i>
        <div class="share-icons">
          
          <a class="weibo share-sns" href="javascript:;" data-type="weibo">
            <i class="ri-weibo-fill"></i>
          </a>
          <a class="weixin share-sns wxFab" href="javascript:;" data-type="weixin">
            <i class="ri-wechat-fill"></i>
          </a>
          <a class="qq share-sns" href="javascript:;" data-type="qq">
            <i class="ri-qq-fill"></i>
          </a>
          <a class="douban share-sns" href="javascript:;" data-type="douban">
            <i class="ri-douban-line"></i>
          </a>
          <!-- <a class="qzone share-sns" href="javascript:;" data-type="qzone">
            <i class="icon icon-qzone"></i>
          </a> -->
          
          <a class="facebook share-sns" href="javascript:;" data-type="facebook">
            <i class="ri-facebook-circle-fill"></i>
          </a>
          <a class="twitter share-sns" href="javascript:;" data-type="twitter">
            <i class="ri-twitter-fill"></i>
          </a>
          <a class="google share-sns" href="javascript:;" data-type="google">
            <i class="ri-google-fill"></i>
          </a>
        </div>
      </div>
</div>

<div class="wx-share-modal">
    <a class="modal-close" href="javascript:;"><i class="ri-close-circle-line"></i></a>
    <p>扫一扫，分享到微信</p>
    <div class="wx-qrcode">
      <img src="//api.qrserver.com/v1/create-qr-code/?size=150x150&data=https://linpaibin.gitee.io/2019/10/19/Java/JavaMemoryModel/" alt="微信分享二维码">
    </div>
</div>

<div id="share-mask"></div>
      
      
  <ul class="article-tag-list" itemprop="keywords"><li class="article-tag-list-item"><a class="article-tag-list-link" href="/tags/Java/" rel="tag">Java</a></li></ul>


    </footer>

  </div>

  
  
  <nav class="article-nav">
    
      <a href="/2019/10/19/Git/VersionControlByGit/" class="article-nav-link">
        <strong class="article-nav-caption">上一篇</strong>
        <div class="article-nav-title">
          
            Git实现版本控制
          
        </div>
      </a>
    
    
      <a href="/2019/10/18/designMode/CommonDesignMode/" class="article-nav-link">
        <strong class="article-nav-caption">下一篇</strong>
        <div class="article-nav-title">CommonDesignMode</div>
      </a>
    
  </nav>


  

  
  
<!-- valine评论 -->
<div id="vcomments-box">
    <div id="vcomments">
    </div>
</div>
<script src="//cdn1.lncld.net/static/js/3.0.4/av-min.js"></script>
<script src='https://cdn.jsdelivr.net/npm/valine@1.3.10/dist/Valine.min.js'></script>
<script>
    new Valine({
        el: '#vcomments',
        notify: false,
        verify: '',
        app_id: 'gtXNe43HVDH72a7XMn9zNgz8-gzGzoHsz',
        app_key: 'Df8WdcqcC2DCWL1pfcWb4QfN',
        path: window.location.pathname,
        avatar: 'mp',
        placeholder: '既然都来了，便留个爪印呗~_(¦3」∠)_',
        recordIP: true
    });
    const infoEle = document.querySelector('#vcomments .info');
    if (infoEle && infoEle.childNodes && infoEle.childNodes.length > 0) {
        infoEle.childNodes.forEach(function (item) {
            item.parentNode.removeChild(item);
        });
    }
</script>
<style>
    #vcomments-box {
        padding: 5px 30px;
    }

    @media screen and (max-width: 800px) {
        #vcomments-box {
            padding: 5px 0px;
        }
    }

    #vcomments-box #vcomments {
        background-color: #fff;
    }

    .v .vlist .vcard .vh {
        padding-right: 20px;
    }

    .v .vlist .vcard {
        padding-left: 10px;
    }
</style>

  

  
  
  

</article>
</section>
      <footer class="footer">
  <div class="outer">
    <ul class="list-inline">
      <li>
        &copy;
        2019-2020
        LinPaiBin
      </li>
      <li>
        
          Powered by
        
        
        <a href="https://hexo.io" target="_blank">Hexo</a> Theme <a href="https://github.com/Shen-Yu/hexo-theme-ayer" target="_blank">Ayer</a>
        
      </li>
    </ul>
    <ul class="list-inline">
      <li>
        
        
        <span>
  <i>PV:<span id="busuanzi_value_page_pv"></span></i>
  <i>UV:<span id="busuanzi_value_site_uv"></span></i>
</span>
        
      </li>
      <li>
        <!-- cnzz统计 -->
        
        <script type="text/javascript" src='https://s9.cnzz.com/z_stat.php?id=1278069914&amp;web_id=1278069914'></script>
        
      </li>
    </ul>
  </div>
</footer>
    <div class="to_top">
        <div class="totop" id="totop">
  <i class="ri-arrow-up-line"></i>
</div>
      </div>
    </main>
      <aside class="sidebar">
        <button class="navbar-toggle"></button>
<nav class="navbar" style="opacity: 0.5;">
  
  <div class="logo">
    <a href="/"><img src="/images/ayer-side.svg" alt="滨书"></a>
  </div>
  
  <ul class="nav nav-main">
    
    <li class="nav-item">
      <a class="nav-item-link" href="/">主页</a>
    </li>
    
    <li class="nav-item">
      <a class="nav-item-link" href="/archives">归档</a>
    </li>
    
    <li class="nav-item">
      <a class="nav-item-link" href="/categories">分类</a>
    </li>
    
    <li class="nav-item">
      <a class="nav-item-link" href="/tags">标签</a>
    </li>
    
    <li class="nav-item">
      <a class="nav-item-link" href="/tags/%E7%94%9F%E6%B4%BB/">生活</a>
    </li>
    
    <li class="nav-item">
      <a class="nav-item-link" href="/2019/12/02/AboutMe">关于我</a>
    </li>
    
  </ul>
</nav>
<nav class="navbar navbar-bottom">
  
  <ul class="nav">
    <li class="nav-item">
      
      <a class="nav-item-link nav-item-search"  title="Search">
        <i class="ri-search-line"></i>
      </a>
      
      
      <a class="nav-item-link" target="_blank" href="/atom.xml" title="RSS Feed">
        <i class="ri-rss-line"></i>
      </a>
      
    </li>
  </ul>
</nav>
<div class="search-form-wrap">
  <div class="local-search local-search-plugin">
  <input type="search" id="local-search-input" class="local-search-input" placeholder="Search...">
  <div id="local-search-result" class="local-search-result"></div>
</div>
</div>
      </aside>
      <div id="mask"></div>

<!-- #reward -->
<div id="reward">
  <span class="close"><i class="ri-close-line"></i></span>
  <p class="reward-p"><i class="ri-cup-line"></i>请我喝杯咖啡吧~</p>
  <div class="reward-box">
    
    <div class="reward-item">
      <img class="reward-img" src="/images/alipay.jpg">
      <span class="reward-type">支付宝</span>
    </div>
    
    
    <div class="reward-item">
      <img class="reward-img" src="/images/wechat.jpg">
      <span class="reward-type">微信</span>
    </div>
    
  </div>
</div>
      
<script src="/js/jquery-2.0.3.min.js"></script>


<script src="/js/jquery.justifiedGallery.min.js"></script>


<script src="/js/lazyload.min.js"></script>


<script src="/js/busuanzi-2.3.pure.min.js"></script>


<script src="/js/share.js"></script>



<script src="/fancybox/jquery.fancybox.min.js"></script>




<script>
  try {
    var typed = new Typed("#subtitle", {
    strings: ['人生如棋，吾愿为卒','愿你一生努力，一生无憾','不求事事顺意，但求无愧于心'],
    startDelay: 0,
    typeSpeed: 250,
    loop: true,
    backSpeed: 100,
    showCursor: true
    });
  } catch (err) {
  }
  
</script>




<script src="/js/tocbot.min.js"></script>

<script>
  // Tocbot_v4.7.0  http://tscanlin.github.io/tocbot/
  tocbot.init({
    tocSelector: '.tocbot',
    contentSelector: '.article-entry',
    headingSelector: 'h1, h2, h3, h4, h5, h6',
    hasInnerContainers: true,
    scrollSmooth: true,
    scrollContainer:'main',
    positionFixedSelector: '.tocbot',
    positionFixedClass: 'is-position-fixed',
    fixedSidebarOffset: 'auto',
    onClick: (e) => {
      $('.toc-link').removeClass('is-active-link');
      $(`a[href=${e.target.hash}]`).addClass('is-active-link');
      $(e.target.hash).scrollIntoView();
      return false;
    }
  });
</script>


<script>
  var ayerConfig = {
    mathjax: false
  }
</script>


<script src="/js/ayer.js"></script>


<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/jquery-modal@0.9.2/jquery.modal.min.js"></script>
<link rel="stylesheet" href="https://cdn.jsdelivr.net/npm/jquery-modal@0.9.2/jquery.modal.min.css">


<!-- Root element of PhotoSwipe. Must have class pswp. -->
<div class="pswp" tabindex="-1" role="dialog" aria-hidden="true">

    <!-- Background of PhotoSwipe. 
         It's a separate element as animating opacity is faster than rgba(). -->
    <div class="pswp__bg"></div>

    <!-- Slides wrapper with overflow:hidden. -->
    <div class="pswp__scroll-wrap">

        <!-- Container that holds slides. 
            PhotoSwipe keeps only 3 of them in the DOM to save memory.
            Don't modify these 3 pswp__item elements, data is added later on. -->
        <div class="pswp__container">
            <div class="pswp__item"></div>
            <div class="pswp__item"></div>
            <div class="pswp__item"></div>
        </div>

        <!-- Default (PhotoSwipeUI_Default) interface on top of sliding area. Can be changed. -->
        <div class="pswp__ui pswp__ui--hidden">

            <div class="pswp__top-bar">

                <!--  Controls are self-explanatory. Order can be changed. -->

                <div class="pswp__counter"></div>

                <button class="pswp__button pswp__button--close" title="Close (Esc)"></button>

                <button class="pswp__button pswp__button--share" style="display:none" title="Share"></button>

                <button class="pswp__button pswp__button--fs" title="Toggle fullscreen"></button>

                <button class="pswp__button pswp__button--zoom" title="Zoom in/out"></button>

                <!-- Preloader demo http://codepen.io/dimsemenov/pen/yyBWoR -->
                <!-- element will get class pswp__preloader--active when preloader is running -->
                <div class="pswp__preloader">
                    <div class="pswp__preloader__icn">
                        <div class="pswp__preloader__cut">
                            <div class="pswp__preloader__donut"></div>
                        </div>
                    </div>
                </div>
            </div>

            <div class="pswp__share-modal pswp__share-modal--hidden pswp__single-tap">
                <div class="pswp__share-tooltip"></div>
            </div>

            <button class="pswp__button pswp__button--arrow--left" title="Previous (arrow left)">
            </button>

            <button class="pswp__button pswp__button--arrow--right" title="Next (arrow right)">
            </button>

            <div class="pswp__caption">
                <div class="pswp__caption__center"></div>
            </div>

        </div>

    </div>

</div>

<link rel="stylesheet" href="https://cdn.jsdelivr.net/npm/photoswipe@4.1.3/dist/photoswipe.min.css">
<link rel="stylesheet" href="https://cdn.jsdelivr.net/npm/photoswipe@4.1.3/dist/default-skin/default-skin.css">
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/photoswipe@4.1.3/dist/photoswipe.min.js"></script>
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/photoswipe@4.1.3/dist/photoswipe-ui-default.min.js"></script>

<script>
    function viewer_init() {
        let pswpElement = document.querySelectorAll('.pswp')[0];
        let $imgArr = document.querySelectorAll(('.article-entry img:not(.reward-img)'))

        $imgArr.forEach(($em, i) => {
            $em.onclick = () => {
                // slider展开状态
                // todo: 这样不好，后面改成状态
                if (document.querySelector('.left-col.show')) return
                let items = []
                $imgArr.forEach(($em2, i2) => {
                    let img = $em2.getAttribute('data-idx', i2)
                    let src = $em2.getAttribute('data-target') || $em2.getAttribute('src')
                    let title = $em2.getAttribute('alt')
                    // 获得原图尺寸
                    const image = new Image()
                    image.src = src
                    items.push({
                        src: src,
                        w: image.width || $em2.width,
                        h: image.height || $em2.height,
                        title: title
                    })
                })
                var gallery = new PhotoSwipe(pswpElement, PhotoSwipeUI_Default, items, {
                    index: parseInt(i)
                });
                gallery.init()
            }
        })
    }
    viewer_init()
</script>




<script type="text/javascript" src="https://js.users.51.la/20544303.js"></script>
  </div>
</body>

</html>